5G商用后会马上替代NB-IoT？并不是！

5月21-5月25日，国际通信标准化组织3GPP在韩国釜山召开会议，讨论5G首个独立部署（SA）标准，引起了业内广泛关注，这是一个里程碑式的时刻，预计今年6月份首个5G独立部署标准将出炉。不过，即将冻结的5G标准主要针对人与人的增强移动宽带通信，并不涉及低功耗大连接的物联网场景。近日，GSMA发布报告《5G未来中的移动物联网》，指出以NB-IoT/eMTC为代表移动物联网（M-IoT）是未来5G物联网战略的组成部分，澄清现在已开始商用的NB-IoT/eMTC和未来5G的关系，接下来几年中基于蜂窝网络的低功耗大连接仍然主要依赖NB-IoT和eMTC。
 
满足ITU低功耗大连接要求的5G标准计划还未定

众所周知，5G主要涵盖了三大场景：增强移动宽带（eMBB）、高可靠超低时延（uRLLC）和大规模机器通信（mMTC）。其中uRLLC和mMTC是面向物联网的应用需求，而mMTC就是针对未来海量低功耗、低带宽、低成本和时延要求不高的场景所设计。不过，从目前5G的标准进展来看，mMTC的标准是争议最大的一个领域。根据此前5G标准的计划，2018年6月完成独立组网的标准，近期大家高度关注的韩国釜山3GPP会议就是针对这一计划来举行的；到2019年底R16版本出台，要完成满足国际电信联盟（ITU）全部要求的5G标准，但目前来看这一计划可能要延迟，其中争议就在于大规模机器通信的标准上。

来源：IMT2020推进组
 
但是，今年3月19-22日在印度金奈召开的3GPP无线接入网第79次全会上，针对R16的提案中，明确了R16版本5G新空口中不会对低功耗广域物联网的用例进行研究和标准化，低功耗广域物联网用例会继续依靠NB-IoT和eMTC的演进。也就是说，严格按照ITU愿景和需求中针对低功耗大连接场景的标准化在2019年底的R16版本中并不会完成，这一场景的标准计划暂时还没有定论，因此完整的5G标准出炉时间还未定。
 
吸纳NB-IoT和eMTC进入5G物联网家族中
 
既然在R16中对mMTC的场景标准化计划未定，但面对已经产生的低功耗大连接的物联网需求，总要有相关的技术来支持，而同为3GPP主导的蜂窝通信标准且已经有一定的商用验证的NB-IoT和eMTC及其未来的演进就被吸纳进5G物联网家族中。
 
5G革命性不仅仅在于它涵盖更多应用场景和更复杂的技术，还在于其有更强的包容性，因此5G的核心之一是能够支持、兼容多种接入技术，如卫星、WiFi、固网和3GPP其他技术实现互操作，达到服务于大量不同用例的目的，这也为同为3GPP的技术标准的NB-IoT、eMTC成为5G组成部分创造了条件。

当然，将NB-IoT和eMTC纳入5G物联网家庭中并非3GPP单方面来决定的，3GPP针对国际电信联盟的要求进行多次评估。一般来说，国际电信联盟（ITU）提出5G的愿景和需求，由3GPP组织全球主要厂商推进标准规范的工作，来满足ITU提出的KPI，最后由ITU采纳为国际标准。在过去一段时间里，3GPP向ITU提议NB-IoT和eMTC满足ITU对5G物联网的需求，进行了大量的评估研究，并在第79次全会上提议低功耗广域物联网用例会继续依靠NB-IoT和eMTC的演进。

NB-IoT/eMTC满足5G物联网需求评估（来源：3GPP）

在希腊雅典召开的3GPP会议上，相关企业就提交了针对NB-IoT和eMTC满足5G mMTC连接密度的需求评估报告，相关报告的结论显示NB-IoT和eMTC满足了ITU提出的5G mMTC连接密度的需求，这给NB-IoT和eMTC纳入5G物联网家族打下来基础。两份评估报告如上图。

今年3月，Sierra Wireless、爱立信、Altair等20家知名厂商联合发布了LTE-M（eMTC）满足5G要求的评估报告，报告更是从单位容量带宽需求、数据速率、消息时延、电池寿命等多方面进行评估，结果显示eMTC的性能完全符合ITU提出的5G物联网的需求。

20家企业对eMTC满足5G需求的评估结果（来源：Sierra Wireless）

由于除了低功耗大连接场景外，5G还有很多组成部分会更快实现标准化并商用，因此NB-IoT和eMTC需要和5G的其他部分技术长期共存。3GPP对此所做的工作之一就是支持NB-IoT和eMTC在5G NR带内部署。

来源：GSMA

另外，为了实现5G系统侧对NB-IoT和eMTC的支持，3GPP在今年4月份报告中开始调研5G核心网支持NB-IoT和eMTC的无线接入网，这样就能保证运营商在保留NB-IoT和eMTC网络部署情况下向5G NR平滑升级。

该报告研究5G系统支持NB-IoT/eMTC（来源：3GPP）

经过大量的评估和在标准化上的努力，NB-IoT和eMTC及其演进已作为5G物联网的组成部分，且在接下来很长一段时间内，基于蜂窝网络的低功耗广域物联网应用主要依靠NB-IoT和eMTC来承载，直到未来5G mMTC标准冻结并大规模商用。

狂热和理性：5G物联网的发展还是需要规模化需求

舆论对5G的热情高涨，5G首个标准今年冻结后也给快速商用提供了条件。不过，试商用可以由标准和技术驱动，但大规模的商用最终还是需要规模化需求驱动，同样，支持三大场景的5G标准化的顺序也是有很大程度上需求驱动的因素。

（1）增强移动宽带有规模化商用基础，但发展速度仍不会太快

去年12月冻结的非独立组网标准和即将完成的独立组网标准，其面对的场景主要是增强移动宽带（eMBB），这部分标准的率先完成在很大程度上因为增强移动宽带的需求相对于低时延高可靠和低功耗大连接更为明显、更早有规模化的可能性。

在过去数年中4G网络商用带来移动宽带（MBB）的规模化需求和用户，实现流量爆炸式增长，推动芯片、终端等产业链各环节的繁荣。基于MBB的长期积累和用户对大带宽的需求，eMBB对带宽和速率进一步升级，实现更好的用户体验，满足超高清视频、AR/VR等应用，从这个角度看eMBB场景既有原来积累的基础，又有新的需求，因此推动快速标准化和商用很有意义。

中国5G连接数预测（来源：GSMA&中国信通院）

不过，即使是这一拥有商用基础的场景，5G eMBB预计并不会实现爆发式增长。GSMA专家曾经指出：“虽然5G备受欢迎，但截至2025年预计增长范围最大的仍然是4G”。GSMA和中国信通院联合发布的《中国5G报告》也显示，预计5G部署速度和普及过程比4G慢，5G网络初期主要作为热点技术来部署，以补充现网容量，运营商表示将根据需求来进行网络部署。
 
（2）先做好NB-IoT/eMTC实现低功耗大连接的物联网需求工作

既然4G的移动宽带已有多年规模化积累和需求验证，5G时代的增强移动宽带发展预期仍然慢于4G，那么作为新兴的低功耗大连接物联网需求，在过去多年中根本没有规模化商用的积累，对未来的需求仍然停留在各种预测的数据上，那么对其标准化和商用推进的工作显得并不是那么迫切。在笔者看来，这方面的因素是3GPP推迟在R16中进行mMTC标准化，并将现有的NB-IoT/eMTC标准纳入5G物联网中的一个重要原因。

从市场状况看，NB-IoT/eMTC标准从2016年冻结后至今已有2年时间，我们并未看到采用该技术的物联网应用实现爆发式增长，低功耗大连接的场景没有实现规模化需求的积累。试想一下，当NB-IoT/eMTC面对的物联网场景还没有形成规模化的时候，NB-IoT/eMTC升级版的5G mMTC会有规模化的场景吗？当在实际商用中，NB-IoT/eMTC仅实现平均每个基站接入了数百个终端，距离其数万个终端的容量还有天壤之别时，每平方公里实现100万终端大容量的5G mMTC标准又有什么意义？

从产业链的成熟度角度来看，未来5G mMTC需要通过新型多址接入等新的技术来实现低功耗大连接的目标，这势必对产业链提出新的要求，芯片、模块、基站、终端等各环节需要实现全新的升级，初期的成本可能居高不下；而NB-IoT/eMTC则可复用LTE产业链的各种资源，相对成本更低。因此，为满足物联网低成本的需求，采用渐进式的方式更为可取，先以NB-IoT/eMTC促进产业链成熟、降低成本，再通过NB-IoT/eMTC的演进逐渐平滑过渡到5G mMTC上。

随着5G标准制定的加速，但随之而来是有一些对5G狂热的追捧，其中不乏一些误导性言论，其中比较典型的就是“2020年就要商用5G了，5G商用后会马上替代NB-IoT，NB-IoT现在的投入都会浪费”，甚至一些所谓的“专家”在公开场合也有类似言论。从3GPP标准化组织和ITU所做的努力来看，即使是2019-2020年5G实现了商用，NB-IoT/eMTC也将是接下来几年内蜂窝物联网主要的通信方式，NB-IoT/eMTC已成为5G物联网的组成部分。这个市场刚刚开启，期待产业界更多理性的声音。